JP6120378B2 - Tank ventilation valve - Google Patents
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Description
本発明は、請求項1に記載のタンクの換気用の弁に関する。 The present invention relates to a valve for ventilating a tank according to claim 1.
(特許文献1)に、燃料の脱ガス(ベント量)の増加に伴うタンクの漏れを診断するための方法およびデバイスが開示されている。このデバイスには、弁が設けられ、弁を通してタンクおよび/またはフィルタに新鮮な空気を供給することができる。 (Patent Document 1) discloses a method and a device for diagnosing tank leakage accompanying an increase in fuel degassing (venting amount). The device is provided with a valve through which fresh air can be supplied to the tank and / or filter.
本発明の目的は、改良されたタンク換気用弁を提供することである。 It is an object of the present invention to provide an improved tank ventilation valve.
本発明の目的は、請求項1に記載の弁によって達成される。弁のさらなる有利な実施形態は、従属請求項に示される。 The object of the invention is achieved by a valve according to claim 1. Further advantageous embodiments of the valve are given in the dependent claims.
上述した弁の利点は、フィルタ内の圧力に応じて弁の開放挙動に影響を及ぼすことができることである。これは、選択される実施形態によっては、弁をより迅速におよび/またはより大きく開放することを可能にする。 The advantage of the valve described above is that it can affect the opening behavior of the valve depending on the pressure in the filter. This allows the valve to open more quickly and / or more depending on the embodiment selected.
弁をより大きく開放することによって、閉止部材と封止座部との間に微粒子が堆積されないことが保証され、それにより、時間と共に弁が気密でなくなるのを防止する。 Opening the valve more greatly ensures that no particulates are deposited between the closure member and the sealing seat, thereby preventing the valve from becoming airtight over time.
一実施形態では、閉止部材は、フィルタへの供給ライン内の負圧に応じて開放プロセス中に補助される。さらなる実施形態では、有利には、開放プロセスを補助するために、フィルタ内の圧力が使用される。 In one embodiment, the closure member is assisted during the opening process in response to a negative pressure in the supply line to the filter. In a further embodiment, the pressure in the filter is advantageously used to assist the opening process.
さらなる実施形態では、開放挙動を補助するために、内燃機関の吸気管への供給ライン内の負圧に応じた閉止部材の開放挙動が使用される。したがって、閉止部材を開位置に移動させるために、より大きな力が利用可能である。 In a further embodiment, the opening behavior of the closing member in response to negative pressure in the supply line to the intake pipe of the internal combustion engine is used to assist the opening behavior. Therefore, a greater force can be used to move the closing member to the open position.
一実施形態では、弁が圧力空間を備え、圧力空間内に、この圧力空間内の圧力に応じて可動の作動手段が設けられ、作動手段の移動が閉止部材に伝達される。したがって、圧力空間の圧力と閉止部材との間の単純で確実な動作接続が設けられる。 In one embodiment, the valve includes a pressure space, and in the pressure space, an operating means that is movable according to the pressure in the pressure space is provided, and the movement of the operating means is transmitted to the closing member. A simple and reliable operating connection is thus provided between the pressure in the pressure space and the closing member.
一実施形態では、作動手段が、圧力空間を封止する膜の形態で設計され、膜が、ロッドを介して閉止部材に動作可能に接続される。これは、費用対効果が高く確実な作動手段を提供する。 In one embodiment, the actuation means is designed in the form of a membrane that seals the pressure space, and the membrane is operatively connected to the closure member via a rod. This provides a cost-effective and reliable actuating means.
選択される実施形態によっては、さらなる圧力空間が設けられることもあり、このさらなる圧力空間は、フィルタに接続される。このさらなる圧力空間は、第2の膜によって画定され、第2の膜は第1の空間に隣接する。このさらなる圧力空間内にスイッチが設けられ、第2の膜は、このさらなる圧力空間内で所定の負圧が生じた場合にスイッチを作動させるように設計される。 Depending on the chosen embodiment, an additional pressure space may be provided, which is connected to the filter. This additional pressure space is defined by the second membrane, which is adjacent to the first space. A switch is provided in this further pressure space, and the second membrane is designed to actuate the switch when a predetermined negative pressure occurs in this further pressure space.
選択される実施形態によっては、さらなる圧力空間が設けられることもあり、このさらなる圧力空間は、フィルタに接続される。このさらなる圧力空間は、第2の膜によって画定され、第2の膜は第1の空間に隣接する。第2の膜は、このさらなる圧力空間内で所定の負圧が生じた場合に閉止部材を開位置に移動させるように設計される。 Depending on the chosen embodiment, an additional pressure space may be provided, which is connected to the filter. This additional pressure space is defined by the second membrane, which is adjacent to the first space. The second membrane is designed to move the closing member to the open position when a predetermined negative pressure occurs in this further pressure space.
本発明を、図面を参照して、以下により詳細に説明する。 The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
図1に、タンク換気システムを概略図で示す。ここで、ライン(図示せず)を通して内燃機関に燃料を供給するタンク11が設けられる。さらに、タンク11は、例えば活性炭を充填されたフィルタ7に換気ライン12を介して接続される。フィルタ7は、活性炭を使用して、気流から気体燃料をフィルタリングする。フィルタ7の燃料のための貯蔵容量は、限られている。したがって、フィルタ7を時折パージしなければならない。
FIG. 1 schematically shows a tank ventilation system. Here, a
この目的のために、フィルタ7には、第1のライン2、弁1、および第2のライン3を通して新鮮な空気が供給される。新鮮な空気の流れは、フィルタ7を通して流れる。貯蔵されている燃料は活性炭から取り出され、供給ライン15を通して内燃機関の吸気管に流れる。供給ライン15は切替弁16を含む。切替弁16は、制御デバイスによる作動に応じて、開位置または閉位置に切替え可能である。吸気管内には負圧が生じ、この負圧は、切替弁16が開くときにフィルタ7に伝達される。
For this purpose, the
弁1は、第1の空間17を有するハウジング21を有する。第1の空間17内に第1のライン2が通じている。さらに、弁1は第2の空間18を有する。第2の空間18は、制御開口19を介して第1の空間17に接続される。封止座部5は、制御開口19を例えば環状に取り囲む。さらに、第2のライン3が、第3の接続ライン35を介して第3の圧力空間36に接続される。第3の圧力空間36は、膜46によって第1の空間17から分離される。第2の空間18は閉止部材4を含む。閉止部材4は、ばね6によって封止座部5の方向に予張力を付与されて、閉位置になっている。ばね6は、例えば螺旋ばねとして設計され、ハウジング21の底部20で支持される。閉止部材4は、端面に封止面50を有する。封止面50は、閉じた状態では封止座部5上に位置し、制御開口19を閉じる。さらに、閉止部材4はスリーブ部分22を有する。スリーブ部分22は、封止状態において案内スリーブ23内で案内される。閉止部材4は、片側で閉じたスリーブを成す。案内スリーブ23は、底部20まで延びている。閉止部材4と案内スリーブ23が、案内空間45を画定する。底部20に接続ライン24が接続される。接続ライン24は、案内空間45を供給ライン15に接続する。接続ライン24は、ある種のバイパスチャネルを成す。接続ライン24と案内空間45が、さらなる圧力に応じて閉止部材4を開位置に移動させるために閉止部材4に力を及ぼす手段を成す。
The valve 1 has a
図1によるタンク換気デバイスは、以下のように機能する。切替弁16が開かれる場合、内燃機関の吸気管内の負圧が、供給ライン15内の負圧を生成する。前記負圧は、接続ライン24を通して案内空間45に、また、フィルタ7および第2のライン3を通して第2の空間18に伝達される。第1のライン2は、周囲圧に接続される。第1の空間17と第2の空間18との間、または第1の空間17と案内空間45との間の圧力差により、閉止部材4は、ばね6の予張力に反して、底部20の方向に引っ張られる。このプロセス中、制御開口19が開かれる。接続ライン24を設けることによって、閉止部材4の開放速度を高めることができる。さらに、案内空間45内の負圧は第2の空間18内よりも大きく、したがって全体として、より大きな力が閉止部材4に作用する。したがって、閉止部材4は、接続ライン24が設けられない場合よりも遠くまで封止座部5から下方向に引き離される。さらに、閉止部材4は、所定の開位置に移動される。この開位置は、好ましくは、制御開口19を通してフィルタ7内に吸入される体積流とは無関係である。したがって、閉止部材4は、弁が開かれるときには常に、封止座部5から最小距離だけ離される。好ましくは、閉止部材4は、開放操作時に常に最大開放位置に移動される。
The tank ventilation device according to FIG. 1 functions as follows. When the switching
図2は、タンクを換気し、フィルタ7をパージするためのデバイスを示す。このデバイスは、実質的に図1のデバイスに従って構成される。第2の(第2例の)弁25が、第1のライン2と第2のライン3の間に配置される。第2の弁25は、実質的に図1の弁1に従って構成されるが、閉止部材4は、プルロッド26を介して膜27に接続される。膜27は、圧力空間28を画定する。圧力空間28は、第2の接続ライン31を介して第2のライン3に接続される。閉止部材4は、両側で閉じられたパイプとして設計される。
FIG. 2 shows a device for venting the tank and purging the
プルロッド26は、閉止部材4の底部32にある穴34を通して案内され、自由端で、閉止部材4の内部にストップ面33を有する。プルロッド26の移動とは無関係に閉止部材4をハウジングの底部20の方向に移動させることができるように、プルロッド26はストップ面33を介して閉止部材4の底部32に接続される。さらに、閉止部材4の位置およびプルロッド26の位置に応じて、ストップ面33は、閉止部材4の底部32に接触し、閉止部材4を封止座部5から下方向へ底部30の方向に引っ張ることができる。圧力空間28の負圧によって、閉止部材4の開放挙動は、第1の空間17と第2の空間18との差圧がより小さい場合でさえ、閉止部材が特に最大距離まで封止座部5から引き離されるように補助される。圧力空間、膜、およびプルロッドが、さらなる圧力に応じて閉止部材4を開位置に移動させるために閉止部材4に力を及ぼす手段を成す。膜の代わりにピストンを設けることもでき、このピストンの位置は、圧力空間内の圧力に応じて変えられる。
The
図3は、閉止部材4の下端部の部分詳細拡大図を示す。閉止部材4はスリーブ形状を有する。底部32に、プルロッド26が通されて案内される穴34が設けられる。
FIG. 3 shows a partially enlarged detail view of the lower end portion of the closing
次いで切替弁16が開かれる場合、内燃機関の吸気管内の負圧によって、フィルタ7内および第2のライン3内で負圧が発生する。したがって、第2の空間18内にも対応する負圧が生じる。第1のラインが周囲圧に接続されるので、第1の空間17内は周囲の圧力となる。
Next, when the switching
また、第2の接続ライン31により、圧力空間28内にも負圧が生じる。膜27の上方の領域内は大気圧であるので、膜27は、下方向に、すなわち封止座部5から離れるように移動する。それに対応して、膜27はプルロッド26を下方向に移動させる。ストップ面33は閉止部材4の底部32と接触し、同様に、閉止部材4を閉止座部5から下方向に引き離す。さらに、第1の空間17内の大気圧も、閉止部材4の端面に作用する。閉止部材4は、第1の空間17と第2の空間18との間、または上側圧力空間29と下側圧力空間30との間の圧力差に応じて、封止座部5から下方向に引き離される。膜27にプルロッド26を設けることによって、閉止部材4は、好ましくは、制御開口19を通って流れる体積流とは無関係に封止座部5から所定の距離だけ引き離される。好ましくは、閉止部材4は、開放プロセス時に常に最大開放位置まで引っ張られる。したがって、閉止部材は、圧力空間28に膜27が設けられない場合よりも遠くまで封止座部5から引き離される。切替弁16が閉じられる場合、圧力差が再びなくされ、閉止部材4が、ばね6によって封止座部5に押圧されて閉位置になる。
Further, a negative pressure is also generated in the
図4は、第3の(第3例の)弁40を通る拡大断面図を示す。第3の弁40は、図1または図2に従って設計することができ、さらなる圧力に応じて閉止部材4を開位置に移動させるために閉止部材4に力を及ぼす対応する手段(図示せず)を有する。図4に、第3の圧力空間36の設計がより詳細に示されている。第3の弁40は、ハウジング21を有する。ハウジング21内に第1の空間17が形成される。第1の空間17は、第1のライン2を通して周囲圧に接続される。第1の空間17は、制御開口19を通して第2の空間18に接続される。制御開口19は封止座部5によって取り囲まれる。封止座部5には閉止部材4が割り当てられる。閉止部材4は、第2の空間18内に配置される。閉止部材4は、第2の空間18内で、移動軸41上で変位可能に配置される。閉止部材4は、端面でプレート状の設計であり、ばね6によって封止座部5に対して予張力を付与される。図示される閉位置では、閉止部材4は、制御開口19を閉じる。
FIG. 4 shows an enlarged cross-sectional view through the third (third example)
第2の空間18は、第2のライン3に接続される。第2のライン3が、例えば図1による燃料タンクまたはフィルタに第2の空間18を接続する働きをする。さらに、第2のライン3は、第3の接続ライン35を介して第3の圧力空間36に接続される。第3の圧力空間36は、第2の膜46によって第1の空間17から分離される。第2の膜46は、移動軸41上に位置する中心に、作動要素38を有する。作動要素38は、第1の空間17内に配置される。作動要素38とは反対側で、閉止部材4は、端面側にピン37を有する。図示される状況では、作動要素38は、ピン37から離隔される。図示される状況では、第1の空間17内は大気圧となる。第2の空間18および第3の圧力空間36内には、実質的に大気圧以上の圧力が生じる。したがって、第2の空間18内の負圧は、第1の空間17との圧力差に基づいて、ばね6の予張力に反して閉止部材4を封止座部5から引き離すのに十分でない。
The
作動要素38の反対側で、第2の膜46は、第2の作動要素47を有し、第2の作動要素47は、第3の圧力空間36内に配置される。第2の作動要素47の上方で、スイッチ42がハウジング21に形成される。スイッチ42は、第3の圧力空間36内に突出する。
On the opposite side of the
図5は、第2の状態で第3の弁40を示し、この状態では、第1の空間17内は大気圧となり、第2の空間18および第3の圧力空間36内には負圧が生じる。負圧は、例えば、燃料タンクが冷却されることによって、または吸気管への接続によってフィルタが負圧を供給されることによって発生する。図示される状況では、第3の圧力空間36および第2の空間18内の負圧は、例えば、第1の空間17内の圧力に対して−2.5mbarである。この状況では、図4での状況に比べて、第2の膜46が、スイッチ42の方向へ上方向に移動される。第2の作動要素47がスイッチ42を作動させ、したがって、タンクシステム内に漏れがないことを示す。例えば車両のエンジンが切られた後に、タンク内の燃料の冷却によって負圧が生成される。車両のエンジンが切られた後にスイッチ42が作動されない場合、すなわち所定の負圧が生成されない場合、タンクシステムは気密でない。
FIG. 5 shows the
図6は、第3の圧力空間36および第2の空間18内の圧力が−6mbarであるさらなる状況で第3の弁40を示す。この状況では、閉止部材4は、封止座部5から既に引き離されており、第1の空間17から第2の空間18を通って第2のライン3内に空気が流れる。第1の空間17と第2の空間18との圧力差が減少する場合、ばね6の予張力により、閉止部材が再び封止座部5に押圧されて閉位置になる。
FIG. 6 shows the
図7は、第2のライン3を通して第2の空間18および第3の圧力空間36内に正圧(例えば、第1の空間17内の圧力に対して+1mbarの正圧)が導入される状況で、第3の弁40を示す。第2の膜46は、閉止部材4の圧力面50よりも大きい表面を有する。第3の圧力空間36内の正圧により、第2の膜46が下方向に移動され、作動要素38はピン37に接触する。このプロセス中、第2の膜46は、底部20の方向に封止座部5から下方向へ閉止部材4を押圧し、したがって制御開口19を開く。その結果、第2の空間18から第1の空間17を通して第1のライン2に空気が逃げることができる。図7に示される状況は、例えば、フィルタ7を介して第2のライン3が燃料タンクに接続される使用形態に対応する。例えば、タンクを再充填することによって、燃料タンク内で負圧を生成することができる。第3の圧力空間36と第1の空間17との圧力差が所定の差だけ減少した場合、閉止部材4が、ばね6によって再び封止座部5に押圧される。
FIG. 7 shows a situation in which a positive pressure (for example, a positive pressure of +1 mbar with respect to the pressure in the first space 17) is introduced into the
弁1、第2の弁25、および第3の弁40は、第2のライン3内、フィルタ7内、または内燃機関の吸気管への供給ライン15内の負圧を使用して、閉止部材4の開放挙動を補助する、または弁を通って流れる体積流とは無関係に閉止部材を封止座部から所定の距離だけ引き離されるように設計される。
The valve 1, the
1 弁
2 第1のライン
3 第2のライン
4 閉止部材
5 封止座部
6 ばね
7 フィルタ
15 供給ライン
17 第1の空間
18 第2の空間
19 制御開口
21 ハウジング
24 接続ライン
26 プルロッド
27 膜
28 圧力空間
31 第2の接続ライン
35 第3の接続ライン
36 第3の圧力空間
40 第3の弁
45 案内空間
46 第2の膜
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